多功能供电器

◆湖南省湘潭县天易金霞学校 李羲诚

一天，我和爸爸到沿江风光带玩无人机。玩得正起劲的时候，手机没电了，而无人机需要用手机操控和定位拍照，随身携带的充电宝因忘记充电，也派不上用场，只好扫兴而归。我决定发明多功能供电器，作为户外活动时的应急电源。

一、了解太阳能电池板

我实地参观了太阳能发电工程，学习太阳能的转换技术，寻找适合制作多功能供电器的太阳能产品配件。比较了几款小型太阳能电池板后，我决定选用长30 毫米、宽25 毫米、厚3 毫米，输出电压为1 伏特、电流为100 毫安的微型太阳能电池板。

二、探索与制作

1. 准备制作材料

我购买微型太阳能电池板、充电锂电池、发光二极管、万用表、电烤火器（代替太阳光）和电烙铁等相关电路配件。

2. 电路连接

我将一块微型太阳能电池板与发光二级管串联成简单的发电发光电路。当微型太阳能电池板离电烤火器20 厘米时，单块微型太阳能电池板的发电量只能使发光二极管发出微弱的光，这说明光—电—光的转换过程中能量损耗大。

如果将多块微型太阳能电池板串联在一起，它们所产生的电量是不是能达到要求呢？我将4 块微型太阳能电池板串联，拿到电烤火器下，连接万用表。电路各项测试结果为：电流100 毫安、电压3.85 伏特。这说明4块微型太阳能电池板串联组成的电路，电压符合供电器的输入要求。可怎样才能使电流达到手机充电器的最低工作电量250 毫安呢？经试验，再将8块微型太阳能电池板每4 块串联成电路，将3 个微型太阳能电池板串联电路并联起来发电，电流可达到300 毫安，电压达到4.9 伏特，完全符合供电电压、电流参数。

在一个阴天，我把并联的3 组微型太阳能电池板串联电路固定好，将其与蓄电池连接。到晚上，发现蓄电池电量不到一格，说明阴天太阳能电池板发电量不足，考虑加装一种辅助发电装置。通过查找、分析资料，我觉得微型手摇发电机比较适合。

我买来微型手摇发电机，将它与微型太阳能电池板串联电路、蓄电池组装在一起。发现不摇微型手摇发电机的时候，蓄电池里的电会倒流到微型手摇发电机里，微型手摇发电机变成了一个电动机，消耗蓄电池里的电。

怎样才能让电只从微型手摇发电机到蓄电池，而不从蓄电池倒流到微型手摇发电机里呢？我查询资料并请教老师和电气工程师，他们建议我在微型手摇发电机电路中加装一个二极管，正向电压为1 伏特，逆向电压为200 伏特。我将它们焊接好后，发现电不倒流了。

3. 组合拼装

我对高密度纸板进行切割、挖孔，然后把太阳能供电系统、手摇供电系统、风扇与蓄电池组装起来，并用502 胶水固定。多功能供电器就制作完成了。

三、作品优点与使用方法

多功能供电器既方便携带又可多方式供电，是非常实用的户外活动应急电源。

1. 直接供电：室内充电，1 小时即可充满。

2. 太阳能电池板供电：将多功能供电器的太阳能电池板置于阳光下，就能供电。

3. 手摇供电：顺时针方向转动微型手摇发电机手柄（不能反方向转动），每分钟120 圈，即可供电。

4. 风力供电：风力较大时，将风扇朝向风吹来的方向，即可供电。风力越大，供电效果越好。

四、完善设想

1. 提高太阳能及机械能转化为电能的效率，减少能量损耗。

2. 将太阳能供电系统与手摇供电系统、风力供电系统整合，自由地与小型电器组装，制作出各种实用性强的新产品。